Rumus Resultan Gaya Searah, Berlawanan, Tegak Lurus dan Contoh Soal

- Penulis

Rabu, 10 Mei 2023 - 22:17 WIB

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Rumus Gaya Resultan Searah, Berlawanan, Tegak Lurus dan Contoh Soal

Hai Sobat, apakah kamu pernah bermain tarik tambang? Misalnya kamu di tim A dan teman kamu di tim B. Gaya tarik yang kamu berikan ke tambang adalah 50 N. Sedangkan teman kamu hanya 40 N. Menurut kamu siapa yang menang? Benar sekali. Tentu Anda akan menang bukan?

Dalam peristiwa ini, resultan gaya sebesar 10 N akan dihasilkan ke arah Anda. Itu sebabnya, Anda akan dinyatakan sebagai pemenang. Btw, resultan gayanya apa? Penasaran? Yuk, lihat selengkapnya!

Definisi Gaya Resultan

Gaya resultan adalah gabungan atau penjumlahan dari semua gaya yang bekerja pada suatu sistem atau benda. Gaya merupakan besaran vektor, sehingga penentuan resultan gaya harus memperhatikan arah. Jika gaya ke kanan diberi tanda positif, maka gaya ke kiri harus diberi tanda negatif atau sebaliknya tergantung kesepakatan.

Salah satu contoh penerapan gaya resultan dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika Anda diminta untuk mendorong sebuah meja dengan dua kondisi sebagai berikut:

  • Syarat pertama, kamu dan adikmu sama-sama mendorong meja ke kanan.
  • Syarat kedua, kamu mendorong meja ke kanan dan adikmu ke kiri.

Dari kedua kondisi tersebut, apa yang dapat Anda simpulkan?

Pada kondisi pertama, meja lebih mudah digerakkan karena gaya yang kamu berikan searah dengan gaya kakakmu. Artinya, gaya yang dihasilkan adalah jumlah gaya dorong antara Anda dan saudara perempuan Anda.

Pada kondisi kedua, meja lebih sulit untuk digerakkan karena gaya yang kamu keluarkan berlawanan dengan gaya adikmu. Artinya, resultan gaya adalah selisih antara gaya dorong Anda dan adik Anda.

Jenis-jenis Resultan Gaya

Berdasarkan besar dan arahnya, resultan gaya dibedakan menjadi tiga, yaitu resultan gaya searah, resultan gaya berlawanan, dan resultan gaya tegak lurus. Apa perbedaan antara ketiga gaya tersebut?

Resultan Gaya Searah

Resultan gaya dalam arah yang sama adalah jumlah atau kombinasi gaya-gaya yang arahnya sama. Perhatikan ilustrasi berikut.

Resultan Gaya Searah

Secara matematis, resultan gaya searah dirumuskan sebagai berikut.

Resultan Gaya Searah : FR = F1 +F2

Deskripsi Rumus

FR = resultan gaya (N)

F1 = gaya ke-1 (N)

F2 = gaya ke-2 (N)

Resultan Kekuatan Lawan

Resultan gaya yang berlawanan adalah jumlah atau gabungan gaya-gaya yang berlawanan arah. Perhatikan ilustrasi berikut.

Resultan Kekuatan Lawan

Secara matematis, resultan gaya lawan dirumuskan sebagai berikut.

Resultan Kekuatan Lawan : FR = F1 – F2

FR = resultan gaya (N)

F1 = gaya ke-1 (N)

F2 = gaya ke-2 (N)

Tanda persetujuannya bisa disesuaikan, ya. Jika ke kanan positif maka ke kiri negatif atau jika ke kanan negatif maka ke kiri positif.

Gaya resultan Tegak Lurus

Resultan gaya tegak lurus adalah jumlah atau kombinasi dari gaya-gaya yang saling tegak lurus. Lihatlah ilustrasi di bawah ini.

Baca Juga :  Kuota Formasi CASN CPNS PPPK Kemenag RI Tahun 2023
Gaya resultan Tegak Lurus

Dari ilustrasi di atas terlihat bahwa resultan gaya-gaya yang saling tegak lurus adalah panjang sisi miring segitiga siku-siku yang dibentuk oleh gaya ke-1 dan ke-2. Dengan demikian, Anda dapat menentukan resultan gaya yang saling tegak lurus dengan rumus Pythagoras berikut.

Rumus Resultan Gaya Searah Berlawanan Tegak Lurus dan Contoh Soal

Deskripsi Rumus

FR = resultan gaya (N)

F1 = gaya ke-1 (N)

F2 = gaya ke-2 (N)

Resultan Gaya yang Membentuk Sudut terhadap Sumbu X

Resultan keempat gaya ini berlaku untuk gaya yang membentuk sudut tertentu terhadap sumbu x sebagai berikut.

1683731873 874 Rumus Resultan Gaya Searah Berlawanan Tegak Lurus dan Contoh Soal.webp

Jika Anda menjumpai gaya seperti gambar di atas, langkah pertama yang harus Anda lakukan adalah mendeskripsikan komponen gaya yang bekerja pada sumbu x dan sumbu y.

  • Komponen gaya sumbu x meliputi F1 cosθ dan F2 cosα, dengan dua gaya berlawanan arah.
  • Komponen gaya sumbu y, termasuk F1 sinθ dan F2 sinα. Kedua gaya tersebut memiliki arah yang sama atau arah yang sama.

Setelah komponen gaya diketahui, tentukan resultan gaya pada sumbu x dan resultan gaya pada sumbu y dengan rumus berikut.

Rumus resultan gaya sumbu X

∑ FX = F1 cosθ – F2 karena a

Rumus resultan gaya sumbu y

∑ Fy = F1 sinθ + F2 dosa a

Setelah mengetahui resultan gaya pada sumbu x dan sumbu y, tentukan resultan gaya total dengan rumus Pythagoras. Mengapa Pythagoras? Karena kedua gaya saling tegak lurus.

Formula Hasil Gaya Total

Formula Hasil Gaya Total

Hasil Penerapan Gaya dalam Kehidupan Sehari-hari

Tanpa disadari, sebenarnya Anda sering menjumpai penerapan resultan gaya dalam kehidupan sehari-hari, yaitu sebagai berikut.

Permainan Tarik Tambang

Hayo, siapa di antara para Sobat yang suka main tarik tambang? Padahal, permainan tarik tambang sangat erat kaitannya dengan resultan gaya. Tambang akan menghasilkan gaya tarik yang lebih besar.

Misalnya, A dan B berada di tim yang tepat. Keduanya menarik tali dengan gaya masing-masing 10 N dan 20 N. Sedangkan C dan D berada di tim kiri. Keduanya menarik tali dengan gaya yang sama yaitu 20 N.

Menurut Sobat, kemana arah tarik tambang? Untuk mengetahui arah tarik menarik, terlebih dahulu tentukan resultan gaya pada masing-masing sisi, yaitu sisi kanan dan sisi kiri.

Arah kedua gaya berlawanan satu sama lain di mana (FC +FD) > (FA +FB). Artinya, tarik tambang mengarah ke tim kiri dengan resultan FR = (FC +FD) – (FA +FB) = 40 – 30 = 10 N ke kiri.

Permainan Perahu Dayung

Di balik keseruan mendayung perahu, ternyata ada peran Fisika yang sangat penting, yaitu gaya aksi-reaksi antara arah kayuhan perahu dan arah gerak perahu.

Baca Juga :  Hasil Rapat Optimalisasi PTK untuk Formasi PPPK

Jika Anda berhenti mendayung, apakah perahu akan bergerak? Tentu tidak, ya. Arah dayung perahu akan berlawanan dengan arah gerak perahu. Agar perahu bisa bergerak maju, Anda harus mendayung perahu ke belakang.

Contoh soal

Agar Anda lebih memahami pembahasan kali ini, mari kita lihat contoh soal di bawah ini.

Contoh Pertanyaan 1 & Diskusi

Haris mendorong meja ke timur dengan gaya 50 N. Tiba-tiba Tomi datang membantu Haris mendorong meja ke timur dengan gaya 30 N. Sementara Haris dan Tomi asyik mendorong meja ke timur, Robi datang dan mendorong meja ke barat dengan gaya 80 N. Menurut Anda, apa yang akan terjadi pada meja?

Diskusi

Untuk memudahkan Anda, gambarkan dulu arah gayanya.

Contoh Soal 1 Gaya Resultan

Kemudian, tentukan resultan gaya dengan persamaan berikut.

FR = FH +FR – FR = 50 + 30 – 80 = 80 – 80 = 0

Nah, dari perhitungan, resultan gaya sama dengan nol. Artinya, meja tersebut akan diam karena diberi gaya yang besarnya sama tetapi berlawanan satu sama lain.

Jadi, meja akan diam

Contoh Soal 2

Ketiga gaya bekerja seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Contoh Soal 2 Gaya Resultan

Berapa resultan gaya!

Diskusi

Pertama, gambarkan komponen gaya Fa sebagai arah gaya membentuk sudut tertentu terhadap sumbu x.

Jelaskan komponen gaya Fa karena arah gaya membentuk sudut tertentu terhadap sumbu x

Selanjutnya, uraikan komponen gaya Fa terhadap sumbu y.

Kemudian, tentukan resultan gaya pada sumbu x dan sumbu y.

Pada sumbu x:

Di sumbu x

Pada sumbu y:

Pada sumbu y:

Dengan demikian, Anda dapat menentukan resultan gaya dengan rumus berikut.

Dengan demikian, Anda dapat menentukan resultan gaya dengan rumus berikut.

Jadi, besarnya resultan gaya total adalah (5 – 10√3) N.

Contoh Soal 3

Sebuah kotak bermassa 20 kg dikenai gaya seperti gambar di bawah ini.

Contoh Soal 3 Gaya Resultan

Berapakah usaha yang diperlukan untuk memindahkan kotak tersebut?

Dikenal

F1 = 25 N

F2 = 40 N

???? = 60

s = 50 cm = 0,5 m

Ditanya: W =…?

Menjawab

Dari gambar pada soal terlihat bahwa kotak dengan massa 20 kg didorong dan ditarik dengan gaya masing-masing sebesar 25 N dan 40 N (membentuk sudut 60o terhadap horizontal).

Sebelum menentukan usaha, terlebih dahulu tentukan resultan gaya yang bekerja pada kotak. Ingat, kedua gaya itu searah, jadi Anda bisa menggunakan rumus resultan gaya yang searah.

FR = F1 +F2cos ???? = 25 + (40 cos 60= 25 + (20) = 45 N

Kemudian, gunakan persamaan kerja.

W = FR2= (45) + (0,5) = 22,5 Joule

Jadi, besarnya usaha untuk memindahkan kotak tersebut adalah 22,5 J.

Apakah Sobat mengerti?

Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Salam Quippers!

www.quipper.com

Berita Terkait

Untuk Jenjang SMA Tahun Depan 2024/2025 Sudah tidak Ada Lagi Penjurusan, Ini Kebijakan Baru Dari Nadiem makarim
Pasti dari Jokowi, Tahun Depan tidak Ada Perbedaan Antara PNS dan PPPK, Semua Akan Satu Nama Menjadi ASN
Contoh Doa Penutup MPLS 2024 Dalam Bahasa Indonesia
Contoh Materi MPLS SMP Kurikulum Merdeka Tahun Anggaran 2024/2025
Implementasi Pembelajaran Sosial dan Emosional di Kelas dan Sekolah
Contoh Modul Ajar Kurikulum Merdeka PAUD-TK Terbaru 2024
6 Daftar Kegiatan Ketika MPLS Bersama Peserta Didik Baru, Jangan Sampai Terlewatkan !
Ada Perlakuan Khusus untuk PPPK 2024, Semua Guru Akan Diberi Tunjangan Lebih Hingga 3 Juta
Berita ini 7 kali dibaca

Berita Terkait

Sabtu, 20 Juli 2024 - 10:33 WIB

Untuk Jenjang SMA Tahun Depan 2024/2025 Sudah tidak Ada Lagi Penjurusan, Ini Kebijakan Baru Dari Nadiem makarim

Jumat, 19 Juli 2024 - 10:42 WIB

Pasti dari Jokowi, Tahun Depan tidak Ada Perbedaan Antara PNS dan PPPK, Semua Akan Satu Nama Menjadi ASN

Jumat, 12 Juli 2024 - 21:32 WIB

Contoh Doa Penutup MPLS 2024 Dalam Bahasa Indonesia

Sabtu, 6 Juli 2024 - 11:26 WIB

Contoh Materi MPLS SMP Kurikulum Merdeka Tahun Anggaran 2024/2025

Senin, 1 Juli 2024 - 16:57 WIB

Implementasi Pembelajaran Sosial dan Emosional di Kelas dan Sekolah

Berita Terbaru